چرا هیدروژن مایع در مقیاس بزرگ؟

مزایای هیدروژن مایع و گاز قابل توجه است. مواد خام برای تولید هیدروژن به وفور در زمین وجود دارد، حداقل انرژی زمین برای تولید آن مورد نیاز است و تنها محصولات جانبی آن گرما و آب است. این امر باعث می شود که هیدروژن در هنگام تولید با استفاده از انرژی سبز به سوخت و حامل انرژی بسیار پایدار تبدیل شود. این شکل پایدار هیدروژن به عنوان هیدروژن سبز نیز شناخته می شود.

اگرچه هنوز چالش‌هایی در ارتباط با تولید هیدروژن سبز وجود دارد، اما تعداد فزآینده‌ای از برنامه‌های کاربردی که بر روی هیدروژن اجرا می‌شوند در حال توسعه هستند. همانطور که می توانید در وبلاگ ما بخوانید، “سوخت هیدروژنی” خودروهای سواری، کامیون‌ها و هواپیماهای هیدروژن مایع، از جمله، در حال حاضر به طور کامل در حال توسعه هستند. علاوه بر این، استفاده از این حامل انرژی کارآمد برای حمل و نقل و ذخیره انرژی نیز به طور گسترده مورد تحقیق قرار گرفته است.

متأسفانه امروزه گاز هیدروژن سبز بسیار کمی تولید می شود و بیشتر صنایع هنوز از هیدروژن خاکستری استفاده می کنند. با این حال، انتظار و امید این است که این امر طی چند دهه آینده به میزان قابل توجهی بهبود یابد.

با کاربردهای بسیار در دست توسعه و پتانسیل هیدروژن برای تبدیل شدن به سوخت پایدار و حامل انرژی در آینده، تولید هیدروژن مایع تنها می تواند افزایش یابد. بر اساس گزارش اخیر آژانس بین المللی انرژی (IEA)، برای دستیابی به آب و هوایی پاک تا سال ۲۰۵۰، سالانه حدود ۳۰۶ میلیون تن هیدروژن سبز مورد نیاز است. در مقایسه، در سال ۲۰۲۰، از گاز طبیعی و زغال سنگ، عمدتا برای استفاده در بخش های شیمیایی و پالایش نفت ۸۷ میلیون تن هیدروژن (عمدتا خاکستری) تولید شد.

ذخیره سازی هیدروژن مایع در مقیاس بزرگ

نیاز روزافزون به گاز هیدروژن کافی، به معنای اهداف بالاتر برای ذخیره سازی هیدروژن و مخازن ذخیره بزرگتر است. و در حالی که امروزه مخازن هیدروژن نسبتاً بزرگ هستند، در آینده فقط بزرگتر خواهند شد.

ناسا در حال حاضر صاحب بزرگترین مخزن ذخیره برودتی در جهان است. این مخزن که در فلوریدا واقع شده است، وسعت ۳۸۰۰ مترمکعبی دارد و ظرفیت ۲۷۰ تن هیدروژن مایع را دارد. JAXA در ژاپن نیز از یک مخزن بزرگ برای ذخیره هیدروژن استفاده می کند. این مخزن ۵۴۰ مترمکعب اندازه دارد و ظرفیت ۳۸ تن هیدروژن مایع را دارد.

با این حال، تانک های جدیدتر حتی بزرگتر می شوند. انتظار می رود مخازن ذخیره هیدروژن مایع آینده حدود ۱۳ برابر بزرگتر از مخزن فعلی ناسا باشد. این مخازن جدید قادر خواهند بود تا حدود ۳۵۰۰ تن هیدروژن ذخیره شده را به صورت ایمن در خود جای دهند.

اولین مخازن با این اندازه در حال حاضر در حال توسعه هستند. به عنوان مثال، McDermott International، Ltd اخیراً طراحی یک مخزن هیدروژن جدید را اعلام کرد که رکوردشکن است. مخزن توسط شرکت CB&I Storage Solutions طراحی شده است و ۴۰۰۰۰ متر مربع اندازه آن است. توسعه این مخزن بخشی از یک مطالعه با هدف افزایش ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن مایع است.

نه تنها در خشکی، بلکه در دریا، مخازن عظیم ذخیره هیدروژن در آینده انتظار می رود که شکل گیرد. به عنوان مثال، صنایع سنگین کاوازاکی در حال حاضر سخت در حال کار بر روی طراحی یک مخزن هیدروژن مایع با چهار مخزن ذخیره کروی ۴۰۰۰۰ متر مربعی است.

هر چیزی برای جلوگیری از نشت گرما

از آنجایی که هیدروژن مایع باید دمای بسیار پایین خود را ۲۵۲.۹- درجه سانتیگراد (نقطه جوش) حفظ کند، کل طراحی مخزن هیدروژن برای جلوگیری از نشت گرما تنظیم شده است. این در مورد شکل و همچنین در مورد مواد ذخیره سازی هیدروژن و عایق صدق می کند.

مخازن ذخیره هیدروژن معمولا کروی هستند، برخلاف مخازن استوانه ای که برای بسیاری از گازهای برودتی دیگر استفاده می شود. شکل کروی این امکان را برای حداقل تعامل بین مخزن و دنیای خارج فراهم می کند. و تعامل کمتر به معنای احتمال کمتر نشت گرما است.

عایق خلاء

ثابت شده است که عایق خلاء روشی ایده آل برای نگه داشتن مایعات برودتی کاملاً در دمای خود است. این امر به ویژه در مورد مواد کرایوژنیک مانند هیدروژن مایع با دمای -۲۵۲.۹ درجه سانتیگراد ضروری است.

عایق خلاء از دو دیوار تشکیل شده است که یک لایه خلاء در بین آن قرار دارد. این خلاء ارزش عایق بسیار بالایی را فراهم می کند، در حالی که مخزن دو جداره می تواند به عنوان یک محفظه دوگانه عمل کند. اگر دیواره داخلی نشتی داشته باشد، همیشه دیوار اضافی برای مهار نشتی وجود دارد.

عایق خلاء نه تنها برای مخازن ذخیره بلکه برای خطوط انتقال متصل به آنها نیز استفاده می شود. به این ترتیب، هیدروژن مایع از مخزن تا کاربرد و حتی در وسیله نقلیه به طور بهینه محافظت می شود.

سهیل گاز متخصص در زمینه ساخت مخازن ذخیره مایع است. کارشناسان ما راه حل های کلیدی در دست برای پروژه های هیدروژن در سراسر جهان ارائه می دهند. اینها می تواند شامل خطوط انتقال عایق خلاء، ایستگاه های سوخت یا جایگاه های بارگیری کامیون ها، بازوهای بارگیری عایق خلاء برای کشتی ها، پرژینگ ها و موارد دیگر باشد.

ذخیره سازی هیدروژن مایع: مخازن ذخیره سازی بزرگتر

موتورهای BLDC در کولرهای آبی

کرونا و PPE

تفاوت ظروف pp و ps چیست؟

آشنایی با مدیریت آب و موثر ترین روش های آن